Multi-scale molecular modelling for environmental systems

This thesis aims at exploring the potentialities of multiscale molecular simulation techniques for studying phenomena and processes of environmental interest. After a first description of the state of the art, relative to the molecular simulation techniques applications in the environmental engineering field, the thesis describes the most commonly employed molecular simulation techniques. The applications studied in this thesis are described in order to try to represent the following representative areas of interest: • Recycling and requalification of scrap materials • Pollution removal • Description and modelling of pollution phenomena As a conclusion, we demonstrated how the adopted procedures for each area of interest in the environmental field can be implemented for more realistic (and complex) systems, or can be adapted for studies in similar contexts.

Le finalità del presente lavoro di tesi riguardano l’esplorazione delle potenzialità della simulazione molecolare multiscala nello studio di fenomeni e processi di interesse nel campo ambientale. Dopo una prima descrizione dello stato dell’arte relativo alle applicazioni delle tecniche di simulazione molecolare in campo ambientale, si descrivono le tecniche di simulazione più comunemente utilizzate. La tesi, nella sua parte applicativa, affronta quindi le seguenti tre macroaree, rappresentative di questo campo: • Il riciclaggio e la riqualificazione dei materiali di scarto • La rimozione di inquinanti • La descrizione e la modellazione di fenomeni di inquinamento In conclusione, si è dimostrato come le procedure adottate per ogni area di interesse in campo ambientale siano implementabili per sistemi via via più realistici (complessi) o adattabili a contesti simili.